IGBT器件的制造方法技术

本发明专利技术提供了一种IGBT器件的制造方法，包括：提供衬底，所述衬底至少包括元胞区及位于所述元胞区外围的外围区；在所述外围区上形成氧化层；在所述元胞区形成多个沟槽栅结构，在所述氧化层上形成栅极；在所述衬底、所述氧化层和所述栅极上形成层间介质层；以及，刻蚀所述层间介质层，同时在所述元胞区相邻所述沟槽栅结构之间形成深入所述衬底的第一接触孔，在所述外围区形成深入所述栅极的第二接触孔。本发明专利技术在外围区的衬底上形成氧化层，避免所述第二接触孔深入所述衬底内，从而在减小IGBT器件尺寸的同时避免所述IGBT器件的性能降低，或避免所述IGBT器件失效。免所述IGBT器件失效。免所述IGBT器件失效。

【技术实现步骤摘要】
IGBT器件的制造方法


[0001]本专利技术涉及集成电路制造
，尤其涉及一种IGBT器件的制造方法。

技术介绍

[0002]绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)是由双极型三极管(Bipolar Junction Transistor，BJT)和绝缘栅型场效应管(Metal OxideSemiconductor，MOS)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,兼有金属氧化物半导体场效应管(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，MOSFET)的高输入阻抗和电力晶体管(Giant Transistor，GTR)的低导通压降两方面的优点。
[0003]IGBT器件的背面工艺经历了从非穿通型(Non
‑
punch Through，NPT)到穿通型(Punch Through，PT)，再到场截止型(Field Stop，FS或SPT)的发展历程；IGBT器件的正面工艺从平面型(planar)到沟槽栅型(trench gate)的发展历程。近年来IGBT器件的更是由大尺寸的精细沟槽(trench pitch)往小尺寸的精细沟槽的方向快速发展，极大地提高了IGBT器件的功率密度，从而减少了所述IGBT器件的导通以及开关损耗。
[0004]在所述IGBT器件中，衬底包括元胞区和外围区，元胞区内形成沟槽栅结构，外围区上形成栅极结构，其中，位于元胞区的沟槽的形貌对器件特性有着至关重要的作用。现有技术中，形成沟槽栅的沟槽的宽度较宽，形成沟槽栅时需要沉积较厚的多晶硅来填充沟槽才能获得好的填充效果，得到较好的沟槽形貌，且形成接触孔时，需要元胞区和外围区同时刻蚀衬底上的层间介质层形成连接阱区的第一接触孔和连接栅极的第二接触孔。当所述IGBT器件的尺寸缩小，外围区栅极结构的厚度相应减小时，可能出现所述第二接触孔下方剩余的栅极的厚度不足的情况，从而导致所述IGBT器件的性能降低，严重时所述第二接触孔甚至会深入衬底内，从而导致所述IGBT器件失效。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种IGBT器件的制造方法，避免第二接触孔深入衬底内，从而避免所述IGBT器件的性能降低，或避免所述IGBT器件失效。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术提供了一种IGBT器件的制造方法，包括：
[0007]提供衬底，所述衬底至少包括元胞区及位于所述元胞区外围的外围区；
[0008]在所述外围区上形成氧化层；
[0009]在所述元胞区形成多个沟槽栅结构，在所述氧化层上形成栅极；
[0010]在所述衬底、所述氧化层和所述栅极上形成层间介质层；以及，
[0011]刻蚀所述层间介质层，同时在所述元胞区相邻所述沟槽栅结构之间形成深入所述衬底的第一接触孔，在所述外围区形成深入所述栅极的第二接触孔。
[0012]可选的，所述第一接触孔和所述第二接触孔在同一道干法刻蚀工艺中形成。
[0013]可选的，所述栅极的厚度大于所述第一接触孔深入所述衬底的部分的厚度。
[0014]可选的，所述第一接触孔深入所述衬底的部分的厚度为0.4μm～0.6μm，所述栅极
的厚度范围为0.7μm～0.9μm。
[0015]可选的，所述外围区中氧化层的厚度的范围为0.2μm～1μm。
[0016]可选的，所述沟槽栅结构和所述栅极的形成过程包括：
[0017]在所述元胞区的衬底内形成多个沟槽；
[0018]在所述沟槽的侧壁及底部形成栅氧化层；
[0019]在所述沟槽内填充多晶硅层，所述多晶硅层延伸覆盖所述沟槽两侧的衬底及所述氧化层；
[0020]刻蚀所述多晶硅层以在所述沟槽内形成沟槽栅，同时形成所述栅极，所述沟槽栅结构包括所述沟槽栅和所述栅氧化层。
[0021]可选的，所述沟槽的宽度为0.8μm～1.2μm，所述沟槽内填充的多晶硅层的厚度为0.8μm～1.2μm。
[0022]可选的，多个所述沟槽栅等间距排列。
[0023]可选的，在形成所述第一接触孔和所述第二接触孔之后，还包括：
[0024]在所述第一接触孔内形成第一金属连接件，在所述第二接触孔内形成第二金属连接件。
[0025]可选的，所述第一金属连接件和所述第二金属连接件的材料均包括金属钨。
[0026]综上所述，本专利技术提供一种IGBT器件的制造方法，包括：提供衬底，所述衬底至少包括元胞区及位于所述元胞区外围的外围区；在所述外围区上形成氧化层；在所述元胞区形成多个沟槽栅结构，在所述氧化层上形成栅极；在所述衬底、所述氧化层和所述栅极上形成层间介质层；以及，刻蚀所述层间介质层，同时在所述元胞区相邻所述沟槽栅结构之间形成深入所述衬底的第一接触孔，在所述外围区形成深入所述栅极的第二接触孔。本专利技术在外围区的衬底上形成氧化层，避免所述第二接触孔深入所述衬底内，从而在减小IGBT器件尺寸的同时避免所述IGBT器件的性能降低，或避免所述IGBT器件失效。
附图说明
[0027]图1为一IGBT器件的结构示意图；
[0028]图2为一IGBT器件形成第一接触孔和第二接触孔后的结构示意图；
[0029]图3为本专利技术一实施例提供的IGBT器件的制造方法的流程图；
[0030]图4至图9为本专利技术一实施例提供的IGBT器件的制造方法中各个步骤对应的结构示意图；
[0031]其中，附图标记如下：
[0032]100
‑
衬底；101
‑
沟槽栅；102
‑
栅极；103
‑
栅氧化层；110
‑
层间介质层；111
‑
第一接触孔；112
‑
第二接触孔；
[0033]200
‑
衬底；201
‑
沟槽；202
‑
栅氧化层；203
‑
沟槽栅；210
‑
氧化层；211
‑
栅极；220
‑
层间介质层；221
‑
第一接触孔；222
‑
第二接触孔；223
‑
第一金属连接件；224
‑
第二金属连接件；
[0034]X1
‑
元胞区；X2
‑
外围区。
具体实施方式
[0035]下面将结合示意图对本专利技术的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述，
本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。
[0036]图1为一IGBT器件的结构示意图。参阅图1，衬底100包括元胞区X1和位于所述元胞区X1外围的外围区X2，所述元胞区X1的衬底100中形成有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种IGBT器件的制造方法，其特征在于，包括：提供衬底，所述衬底至少包括元胞区及位于所述元胞区外围的外围区；在所述外围区上形成氧化层；在所述元胞区形成多个沟槽栅结构，在所述氧化层上形成栅极；在所述衬底、所述氧化层和所述栅极上形成层间介质层；以及，刻蚀所述层间介质层，同时在所述元胞区相邻所述沟槽栅结构之间形成深入所述衬底的第一接触孔，在所述外围区形成深入所述栅极的第二接触孔。2.如权利要求1所述的IGBT器件的制造方法，其特征在于，所述第一接触孔和所述第二接触孔在同一道干法刻蚀工艺中形成。3.如权利要求1或2所述的IGBT器件的制造方法，其特征在于，所述栅极的厚度大于所述第一接触孔深入所述衬底的部分的厚度。4.如权利要求3所述的IGBT器件的制造方法，其特征在于，所述第一接触孔深入所述衬底的部分的厚度为0.4μm～0.6μm，所述栅极的厚度范围为0.7μm～0.9μm。5.如权利要求1或2所述的IGBT器件的制造方法，其特征在于，所述外围区中氧化层的厚度范围为0.2μm～1μm。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：李娜，
申请(专利权)人：上海华虹宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：